მეცნიერები ინსტრუქციებს უსარგებლო დნმ-ში პოულობენ

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

რუსმა მოლეკულურმა ბიოლოგებმა აღმოაჩინეს, რომ უსარგებლო დნმ ქრომოსომების ბოლოებში შეიცავს ინსტრუქციებს ცილის სინთეზისთვის, რომელიც ეხმარება უჯრედებს სტრესისგან არ მოკვდნენ. მათი დასკვნები წარმოდგენილი იყო ჟურნალში Nucleic Acids Research.

"ეს ცილა საინტერესოა, რადგან ის გვხვდება რნმ-ში, რომელიც ადრე ითვლებოდა არაკოდირებად, ტელომერაზას ერთ-ერთ "დამხმარედ". ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ მას სხვა ფუნქციაც შეუძლია, თუ ის არ არის უჯრედის ბირთვში, არამედ მის ციტოპლაზმაში. ტელომერაზას შეუძლია მეცნიერები დააახლოოს "ახალგაზრდობის ელექსირის" შექმნასთან და დაეხმაროს კიბოს წინააღმდეგ ბრძოლაში", - თქვა მარია რუბცოვამ ლომონოსოვის სახელობის მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტიდან, რომლის სიტყვებსაც უნივერსიტეტის პრესსამსახური ავრცელებს.

უკვდავების გასაღები

ემბრიონის და ემბრიონის ღეროვანი უჯრედების უჯრედები ბიოლოგიის თვალსაზრისით პრაქტიკულად უკვდავია - მათ შეუძლიათ თითქმის განუსაზღვრელი ვადით იცხოვრონ ადექვატურ გარემოში და გაიყოს შეუზღუდავი რაოდენობის ჯერ. ამის საპირისპიროდ, ზრდასრული ადამიანის ორგანიზმში უჯრედები თანდათან კარგავენ გაყოფის უნარს 40-50 გაყოფის ციკლის შემდეგ, გადადიან დაბერების ფაზაში, რაც, სავარაუდოდ, ამცირებს კიბოს განვითარების შანსს.

ეს განსხვავებები განპირობებულია იმით, რომ „ზრდასრული“უჯრედების ყოველი გაყოფა იწვევს მათი ქრომოსომების სიგრძის შემცირებას, რომელთა ბოლოები აღინიშნება სპეციალური განმეორებადი სეგმენტებით, ე.წ. ტელომერებით. როდესაც ტელომერები ძალიან მცირე ხდება, უჯრედი "გადადგება" და წყვეტს მონაწილეობას სხეულის ცხოვრებაში.

ეს არასდროს ხდება ემბრიონულ და კიბოს უჯრედებში, რადგან მათი ტელომერები განახლდება და გრძელდება ყოველი გაყოფით სპეციალური ტელომერაზას ფერმენტების გამო. ამ ცილების შეკრებაზე პასუხისმგებელი გენები გამორთულია ზრდასრულ უჯრედებში და ბოლო წლებში მეცნიერები აქტიურად ფიქრობენ იმაზე, შესაძლებელია თუ არა ადამიანის სიცოცხლის გახანგრძლივება მათი იძულებით ჩართვით ან ტელომერაზების ხელოვნური ანალოგის შექმნით..

რუბცოვა და მისი კოლეგები დიდი ხანია სწავლობენ, თუ როგორ მუშაობს "ბუნებრივი" ტელომერაზები ადამიანებში და სხვა ძუძუმწოვრებში. ახლახან მათ დაინტერესდნენ, რატომ ასინთეზებენ ორგანიზმში ჩვეულებრივი უჯრედები, სადაც ეს ცილა არ მუშაობს, რატომღაც დიდი რაოდენობით მისი ერთ-ერთი დამხმარე, მოკლე რნმ-ის მოლეკულა სახელად TERC.

ბიოლოგის განმარტებით, დაახლოებით 450 „გენეტიკური ასოს“ეს თანმიმდევრობა ადრე ითვლებოდა „უსარგებლო დნმ-ის“საერთო ნაჭერად, რომელსაც ტელომერაზა კოპირებს და ამატებს ქრომოსომების ბოლოებს. ამ მიზეზით, მეცნიერებმა დიდი ყურადღება არ მიაქციეს TERC-ის სტრუქტურას და გენომის ამ ფრაგმენტის შესაძლო როლს უჯრედების ცხოვრებაში.

დამალული ასისტენტი

ადამიანის კიბოს უჯრედებში ამ რნმ-ის სტრუქტურის გაანალიზებისას, რუბცოვას გუნდმა შენიშნა, რომ მის შიგნით არის სპეციალური ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა, რომელიც ჩვეულებრივ ცილის მოლეკულის დასაწყისს აღნიშნავს. ასეთი ცნობისმოყვარე "ნაჭერი" რომ იპოვეს, ბიოლოგებმა შეამოწმეს არის თუ არა ანალოგები სხვა ძუძუმწოვრების უჯრედებში.

აღმოჩნდა, რომ ისინი იმყოფებოდნენ კატების, ცხენების, თაგვების და მრავალი სხვა ცხოველის დნმ-ში და მათი სტრუქტურა ამ ფრაგმენტის თითოეული ამ ცხოველის გენომში დაახლოებით ნახევარით ემთხვეოდა. ამან გენეტიკოსები მიიყვანა აზრამდე, რომ TERC-ის შიგნით იყო არა უძველესი გენების უაზრო ფრაგმენტები, არამედ სრულიად „ცოცხალი“ცილა.

მათ გამოსცადეს ეს იდეა ამ რნმ-ის დამატებითი ასლების ჩასმით იმავე კიბოს უჯრედების დნმ-ში და მათ უფრო აქტიურად წაიკითხეს ასეთი რეგიონები. გარდა ამისა, მეცნიერებმა ჩაატარეს მსგავსი ექსპერიმენტების სერია E. coli-ზე, რომლის გენომში არ არის „კლასიკური“ქრომოსომა და ტელომერაზები.

აღმოჩნდა, რომ ტელომერაზას რნმ რეალურად პასუხისმგებელია სპეციალური ცილის მოლეკულების, hTERP-ის სინთეზზე, რომელიც შედგებოდა მხოლოდ 121 ამინომჟავისგან.მისი გაზრდილი კონცენტრაცია კიბოს უჯრედებსა და მიკრობებში, როგორც შემდგომმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, იცავდა მათ სხვადასხვა სახის უჯრედული სტრესისგან, გადაარჩენდა მათ სიცოცხლეს გადახურების, საკვების ნაკლებობის ან ტოქსინების გამოჩენის შემთხვევაში.

ამის მიზეზი, როგორც რუბცოვამ და მისმა კოლეგებმა მოგვიანებით გაარკვიეს, იყო ის, რომ hTERP აჩქარებს ცილების, რნმ-ის და სხვა მოლეკულების ნარჩენების „დამუშავების“პროცესს ლიზოსომებში, უჯრედის მთავარ „ინსინერატორებში“. ეს ერთდროულად იცავს მათ სიკვდილისგან და მნიშვნელოვნად ამცირებს მუტაციებისა და კიბოს განვითარების შანსებს.

შემდგომი ექსპერიმენტები, გენეტიკოსების აზრით, დაგვეხმარება გავიგოთ, როგორ ურთიერთქმედებენ ტელომერაზა და hTERP ერთმანეთთან და როგორ შეიძლება მათი გამოყენება ონკოლოგიის თვალსაზრისით უსაფრთხო „ახალგაზრდობის ელექსირის“შესაქმნელად.